7-第五章微生物生理 （1）.ppt

第四章 微生物生理（1） 主要内容： 微生物的酶 5.1 微生物的酶 酶：是动物、植物及微生物等生物体内合成的，催化生物化学反应的，并传递电子、原子和化学基团的生物催化剂。 蛋白酶 (极少数为核酸类酶） 有的是简单蛋白质，有的是结合蛋白质。 酶同其他蛋白质一样，由氨基酸组成。 一、酶的组成 按酶的组成分两类：单成分酶和全酶。 ①单成分酶（简单蛋白质酶）：只含蛋白质。 ②全酶（结合蛋白质酶）：由酶蛋白和辅助因子组成的。即由蛋白质和不含氮的小分子有机物组成，或由蛋白质和不含氮的小分子有机物加上金属离子组成。 表达式： 单成分酶=酶蛋白； eg： 水解酶类 全酶＝酶蛋白＋有机物 eg:各种脱氢酶类 酶蛋白＋有机物＋金属离子 eg：丙酮酸脱羧酶 酶蛋白＋金属离子 eg：细胞色素氧化酶 3．酶各组分的功能 酶蛋白：加速生物化学反应； 辅基和辅酶：起传递电子、原子、化学基团的作用； 金属离子：除传递电子外，还起激活剂作用 4．重要的辅酶或辅基 （1）辅酶A（CoA或CoASH） 分子结构含腺嘌呤核苷酸、泛酸和巯基乙胺等部分。 在糖代谢和脂代谢中起重要作用。 它通过巯基（-SH）的受酰和脱酰参与转酰基反应。其中酰基与辅酶A形成的硫脂键（—CO~S—）为高能键，类似于ATP中的磷酸酐键（~P）的能量。 反应式： （4）辅酶Q 又称泛醌，是电子传递体系的组成部分，起传递氢和电子的作用。 （5）磷酸腺苷及其他核苷酸类 磷酸腺苷包括AMP、ADP、ATP；其他核苷酸类包括GTP、UTP、CTP。是转磷酸基的辅酶，含高能磷酸键，是能量的载体，通过磷酸基的转移，进行能量转移。 （6）金属离子 既是酶的辅基又是激活剂。如Fe2+、Mg2+ 二、酶蛋白的结构 酶蛋白是由20种氨基酸组成的。 酶蛋白的结构 一级结构：由氨基酸按一定顺序以共价键连接组成的，是线形（或一维）结构。 二级结构：由多肽链形成的初级空间结构，由氢键维持其稳定性。 三级结构：在二级基础上，一条多肽链形成紧密的一个或多个球状单位或结构域。不仅有氢键还有盐键、疏水键等。 四级结构：（少数）由几个或几十个亚单位形成。亚基是由一条或几条多肽链在三级结构基础上小单位。 三、酶的活性中心 酶的活性中心：是指酶蛋白分子中与底物结合，并直接起催化作用的小部分的氨基酸区域（或微区）。所有酶的活性中心都是由几个氨基酸组成。 酶的活性中心分结合部位和催化部位，结合部位与底物结合，催化部位加快生化反应速度。 四、酶的分类 （1）水解酶类 （2）氧化还原酶类 （3）异构酶类 （4）转移酶类 （5）裂解酶类 （6）合成酶类 催化大分子有机物水解成小分子 反应式可以表示为： AB+H2O AOH+BH 如：水解细胞壁的溶菌酶 催化氧化还原反应的酶 反应式为：AH2+B A+BH2 ① ② ③ 催化底物的集团转移到另一有机物上的酶 反应式：AR+B A+BR 如：谷丙转氨酶催化谷氨酸的氨基转移到丙酮酸上，生成丙氨酸和α-酮戊二酸。 实际上为取代反应 催化同分异构分子内的集团重新排列 如：6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。 催化底物的合成反应 蛋白质和核酸的生物合成都需要合成酶参加，需要消耗ATP以获得能量。 ?单体酶 (monomericenzyme)：只有一条多肽链。 ?寡聚酶 (oligomericenzyme)：由几个甚至几十个亚基组成，这些亚基可以是相同的多肽链，也可以是不同的多肽链。 ?多酶体系 (multienzyme system)：是由几种酶彼此嵌合形成的复合体。 酶在细胞的不同部位：可分为胞外酶、胞内酶和表面酶。 按酶作用的底物不同，可分为淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、核糖核酸酶等。 一种酶可以有多个名字，如： 淀粉酶也属于水解酶，还属胞外酶 五、 酶的催化特性（看书） 1、酶积极参与生物化学反应，加速反应速度，缩短反应时间，但不改变 2．专一性 3．条件温和 4．对环境条件极为敏感 5．催化效率高 六、米-门公式 米契里斯（Michaelis）和门坦（Menten） 根据中间产物学说，列出化学反应式如下。并推导出酶促反应速度方程式（米式方程）： Km－米氏常数，酶的特征常数之一；表示反应速度为最大速度一半时的底物浓度； Km值越小，表示酶与底物反应越趋于完全； Km值越大，表明酶与底物的反应越不完全。 Km和vma